1、-机械制造装备设计课程设计说明书设计题目： 分级变速主传动系统设计学 生：顾海艳学 号：11431018专 业：机械设计制造及其自动化（英）班 级：机英 112 班 指导教师：胡萍目 录第 1 章 绪 论 .11.1 课程设计的目的 .11.2 课程设计的内容 .11.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求 .1第 2 章 运动设计 .12.1 运动参数及转速图的确定 .12.2 核算主轴转速误差 .1第 3 章 动力计算 .13.1 带传动设计 .13.2 计算转速的计算 .13.3 齿轮模数计算及验算 .13.4 传动轴最小轴径的初定 .13.5 主轴合理跨距的计算 .1第 4 章 主要
2、部件的校核 .14.1 主轴强度、刚度校核 .14.2 轴的刚度校核 .14.3 轴承寿命校核 .1第 5 章 总 结 .1第 6 章 参 考 文 献 .10第 1 章 绪 论1.1 课程设计的目的专业综合实践课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标
3、准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。1.2 课程设计的内容机械系统设计课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。1.2.1 理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。1.2.2 图样技术设计：（1）选择系统中的主要机件。（2）工程技术图样的设计与绘制。1.2.3
4、编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。1（2）编制设计计算说明书。1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求1.3.1 课程设计题目和主要技术参数题目：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=71r/min；Nmax=900r/min；Z=12 级；公比为 1.26；电动机功率 P=3.5/5KW；电机转速 n=710/1420r/min1.3.2 技术要求：（1）利用电动机完成换向和制动。（2）各滑移齿轮块采用单独操纵机构。（3）进给传动系统采用单独电动机驱动。2第 2 章 运动设计2.1 运动参数及转速图的确定（1）转速范围。Rn= = =12.67minaxN71
5、90（2）转速数列。查1表 2.12，首先找到 71r/min、然后每隔 3 个数取一个值，得出主轴的转速数列为 71 r/min、90 r/min、 112 r/min、140 r/min、180 r/min、230 r/min，280 r/min， 355 r/min，450 r/min、560 r/min、 710r/min、900 r/min共 12 级。（3）定传动组数。对于 Z=12 可分解为：12=2 32。（4）写传动结构式。根据“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏,结构紧凑的原则,选取传动方案 Z=12=2 33126。（5） 画转速图。转速图如下图 2-2。图 2-
6、2 系统转速图 3（6）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图 2-3：图 2-3 主传动系统图（7）齿轮齿数的确定。变速组内取模数相等，据设计要求Zmin17,齿数和 Sz100120，由【1】表 4.1，根据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表 2-2。表 2-2 齿轮齿数2.2 核 算主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过10( -基本组 第二扩大组传动比1 1:1.26 1:1.58 1:1 1:4代号 Z Z 1Z Z Z Z Z Z Z5Z 齿数 35 35 31 39 27 43 45 45 18 72 41) ,即
7、10( -1)n-实 际 转 速 标 准 转 速标 准 转 速 对Nmax=710r/min，Nmax=1420*100/160*31/39*45/45=705.44r/min 则有 =0.64 120112（4） 求带根数带速 = D n /(601000)1=3.141001420/(601000)= 7.43m/s传动比 i i=n /n =1420/900=1.5812带根数 由【2】中表 3.6，并用插值法得 P =1.30KW；0由【2】中表 3.7，并用插值法得P =0.17KW；0由【2】中表 3.8，得包角系数 K =0.95；由【2】中表 3.9，得长度系数 K =0.93
8、；LZ=P /（P +P ）K K d0=（5.01.2）/(1.32+0.15)0.950.93=3.486取 Z=4 根3.2 计算转速的计算（1） 主轴的计算转速 nj，由公式 n =n 得，主轴jmin(/31)z的计算转速 nj=140r/min。（2） 确定各传动轴的计算转速。轴共有 3 级转速：180 r/min、250 r/min、355 r/min。若经传动副 Z / Z 传动主轴，则6只有 355r/min 传递全功率；若经传动副 Z / Z 传动主轴，全部5传递全功率，其中 180r/min 是传递全功率的最低转速， 故其计算转速 n j=180 r/min； 轴有 1
9、级转速，且都传递全功率，所以其计算转速 n j=500 r/min。各计算转速入表 3-1。表 3-1 各轴计算转速（3） 确定齿轮副的计算转速。齿轮 Z 装在主轴上并具有645-90r/min 共 3 级转速，其中只有 90r/min 传递全功率，故Z j=90 r/min。6齿轮 Z 装在轴上，有 180-355 r/min 共 3 级转速，但经齿轮6副 Z / Z 传动主轴，则只有 355r/min 传递全功率，故6Z j=355r/min。依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表 3-2。6表 3-2 齿轮副计算转速序号 Z1Z2Z3Z4Z5n j500 500 500 180 3553.
10、3 齿轮模数计算及验算（1）模数计算。一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选轴 号 轴 轴 轴计算转速 r/min 450 280 1407取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即 mj=16338 可得各组的模数，如表 3-3 所示。321()mjuPzn表 3-3 模数（2）基本组齿轮计算。基本组齿轮几何尺寸见下表齿 轮 Z1 Z1 Z2 Z2 Z3 Z3齿 数 35 35 31 39 27 43分度圆直径 122.50 122.50 108.50 136.50 94.50 150.50齿顶圆直径 129.50 129.50 115.50 143.50 101.50 157.
11、50齿根圆直径 113.75 113.75 99.75 127.75 85.75 141.75齿 宽 30 30 30 30 30 30按基本组最小齿轮计算。小齿轮用 40Cr，调质处理，硬度301HB286HB，平均取 260HB，大齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229HB286HB，平均取 300HB。计算如下： 齿面接触疲劳强度计算：接触应力验算公式为12()()jEHjuKTZMPabd弯曲应力验算公式为：12()FaSwwTYm式中 N-传递的额定功率（kW） ，这里取 N 为电动机功率，N=3.5kW;-计算转速（ r/min）. =500（r/min）;jnjnm-初算的齿轮模数（mm）, m=3.5（mm）;B-齿宽（mm）;B=30（mm）;z-小齿轮齿数；z=19;组 号 基本组 第二扩大组模数 mm 3.5 4
